Neutronenstreuexperimente zur Protonendichteverteilung im paraelektrischen KDP

Grimm, H.

Book/Report

FZJ-2017-04501

Neutronenstreuexperimente zur Protonendichteverteilung im paraelektrischen KDP

Grimm, H. (Corresponding author)FZJ*

1970
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag Jülich

Jülich : Kernforschungsanlage Jülich, Verlag, Berichte der Kernforschungsanlage Jülich 696, 38 p., Abb. (1970)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/14852

Report No.: Juel-0696-FF

Abstract: Mittels inkohärenter, elastischer Neutronenstreuung wurde versucht, Aussagen über das Potential zu gewinnen, das die Bewegungdes Protons in der paraelektrischen Phase von $KH_{2}PO_{4}$ bestimmt. Falls dieses zwei Minima besitzt, sollte ein Interferenzeffekt beobachtbar sein, der vom $\underline{einzelnen}$ Proton herrührt, das in beiden Lagen "gesehen" wird, wenn die Fluktuationsfrequenz $\omega_{t}$ größer als die Energieauflösung $\Delta_{\omega}$ der Streuapparatur ist. Die Meßergebnisse schließen eine statistische Verteilung der Protonen auf zwei Gleichgewichtslagen entsprechend dem SLATER-Modell /6/ aus und bestätigen die von BACON und PEASE /2/ in der ferroelektrischen Phase mit kohärenter Neutronenstreuung gefundene Kontraktion der "Protonenwolken". Ebenfalls in Übereinstimmung mit dieser Untersuchung sind die bei Raumtemperatur und T = 138 °K gemessenen thermischen Amplituden $u^{2}_{\bot}$ der zur Wasserstoffbrücke senkrechten Bewegung der Protonen. Die in der paraelektrischen Phase beobachtete Anisotropie der Streuintensität wird verglichen mit der Intensitätsverteilung, die nach zwei verschiedenen Potentialmodellen bezüglich der Protonenbewegung zu erwarten wäre: mit einem anisotropen Oszillatorpotential und mit einem symmetrischen Doppelminimum-Potential. Die Meßergebnisse sind bei T = 298 °K im Bereich großer Impulsüberträge $\hbar k$ mit dem zweiten Modell in besserer Übereinstimmung. Für die Parameter ergeben sich die Werte: mittlerer Abstand der Potentialminima$R_{0} = (0,28 \pm 0,03) \mathring{A}$, Aufspaltung des Grundzustands $\hbar_{\omega_t} (36 \pm 10)$ meV. Ein teilweises Unterschreiten der Bedingung $\Delta \omega < \omega_{t}$ ist möglicherweise die Ursache dafür, daß sich die Meßergebnissefür T = 138 °K nicht mehr k-konsistent deuten lassen.

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